Question

Какое количество NaOH надо затратить на нейтрализацию 100 г H3PO4, чтобы образовалось 1,42 г Na2HPO4 и 3,6 г NaH2PO4? Массовая доля фосфорной кислоты в исх. р-ре? Посчитала NaOH по молям (сложила моли обеих солей), получилось 1,6 г. Не очень уверена, что это правильно. А вот с определением массовой доли кислоты по солям двухступенчатого гидролиза совсем плохо. Помогите, пожалуйста.

Answer 1

Реакция нейтрализации по первой ступени:
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O
Реакция нейтрализации по второй ступени:
NaOH + NaH2PO4 = Na2HPO4 + H2O

Из второй реакции находим массы дигидрофосфата и гидроксида, принявшие участие в реакции.
NaOH + NaH2PO4 = Na2HPO4 + H2O
у г         х г               1,42 г
40 г       120 г            142 г
Отсюда х = 1,2 г; у = 0,4 г

Суммарное количество дигидрофосфата, образовавшееся при нейтрализации по первой ступени:
1,2 + 3,6 = 4,8 г

Находим массу кислоты и гидроксида, принявшие участие в первой реакции.
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O
у г         х г          4,8 г
40 г       98 г         120 г
Отсюда х = 3,92 г; у = 1,6 г

Суммарная масса гидроксида натрия на две ступени:
m(NaOH) = 0.4 + 1.6 = 2 г

Массовая доля кислоты в растворе:
ω(Н3РО4) = 3,92/100 = 0,0392 или 3,92%

Ответ: m(NaOH) = 2 г; ω(Н3РО4) = 3,92%

Answer 2

Давайте начнем с расчета количества NaOH, необходимого для нейтрализации фосфорной кислоты (H3PO4) и образования продуктов Na2HPO4 и NaH2PO4.

Сначала составим уравнения реакций для образования солей из фосфорной кислоты:

1. Нейтрализация H3PO4 (фосфорной кислоты) с NaOH: H3PO4 + NaOH -> NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH -> Na2HPO4 + 2H2O

Из условия известны массы образовавшихся солей: - Na2HPO4 = 1,42 г - NaH2PO4 = 3,6 г

Сначала найдем количество моль Na2HPO4 и NaH2PO4:

Для Na2HPO4: Молярная масса Na2HPO4 = 22,99 (Na) * 2 + 1,008 (H) + 30,974 (P) + 15,999 (O) * 4 = 141,96 г/моль

Моль Na2HPO4 = масса / молярная масса = 1,42 г / 141,96 г/моль ≈ 0,01 моль Na2HPO4

Для NaH2PO4: Молярная масса NaH2PO4 = 22,99 (Na) + 1,008 (H) * 2 + 30,974 (P) + 15,999 (O) * 4 = 119,98 г/моль

Моль NaH2PO4 = масса / молярная масса = 3,6 г / 119,98 г/моль ≈ 0,03 моль NaH2PO4

Теперь, с учетом коэффициентов в уравнениях реакций:

Для Na2HPO4: 1 моль Na2HPO4 образуется из 2 моль NaOH 0,01 моль Na2HPO4 требует 0,02 моль NaOH

Для NaH2PO4: 1 моль NaH2PO4 образуется из 1 моль NaOH 0,03 моль NaH2PO4 требует 0,03 моль NaOH

Общее количество NaOH для образования обеих солей: 0,02 моль NaOH (для Na2HPO4) + 0,03 моль NaOH (для NaH2PO4) = 0,05 моль NaOH

Теперь вычислим массу NaOH, соответствующую этому количеству молей:

Молярная масса NaOH = 22,99 (Na) + 15,999 (O) + 1,008 (H) = 39,997 г/моль

Масса NaOH = количество молей * молярная масса = 0,05 моль * 39,997 г/моль ≈ 2 г NaOH

Итак, необходимо около 2 г NaOH для нейтрализации фосфорной кислоты и образования указанных солей.

Теперь, чтобы определить массовую долю фосфорной кислоты в исходном растворе, нужно рассмотреть коэффициенты в уравнениях реакций. Из уравнения для образования Na2HPO4 видно, что одна моль H3PO4 даёт одну моль Na2HPO4. А из уравнения для NaH2PO4 - одна моль H3PO4 даёт две моли NaH2PO4. Таким образом, общее количество молей H3PO4 в исходной реакции можно выразить как сумму молей H3PO4, образовавших каждую из солей:

Моль H3PO4 = моль Na2HPO4 + 2 * моль NaH2PO4 = 0,01 + 2 * 0,03 = 0,07 моль H3PO4

Масса H3PO4 = моль H3PO4 * молярная масса H3PO4 = 0,07 моль * (30,974 (P) + 15,999 (O) * 4) = 7,74 г H3PO4

Теперь, чтобы найти массовую долю фосфорной кислоты в исходном растворе:

Массовая доля = (масса H3PO4 / общая масса раствора) * 100% Общая масса раствора = масса H3PO4 + масса Na2HPO4 + масса NaH2PO4 = 7,74 г + 1,42 г + 3,6 г = 12,76 г

Массовая доля = (7,74 г / 12,76 г) * 100% ≈ 60,7%

Таким образом, массовая доля фосфорной кислоты в исходном растворе составляет примерно 60,7%.